Заключение

В заключение отметим, что задача создания биосовместимых и биодеградируемых скаффолдов для нейротрансплантации является значимым направлением современной регенеративной медицины.

показали, что пористые гибридные полимерные матриксы, полученные с использованием метода двухфотонной фотополимеризации, не токсичны для клеток нервной системы, имеют высокую адгезивность к дифференцированным клеткам нервной системы и могут быть использованы для создания сложных многокомпонентных нейротрансплантатов. Полученные результаты открывают новые возможности в создании новых инновационных биодеградируемых тканеинженерных конструкций для различных задач нейротрансплантации. Разнообразие полученных конструкций дает возможность создания как пористых многокомпонентных структур для заместительной терапии головного мозга, так и твердых каркасов для коррекции нарушений с необходимостью механической поддержки.

Литература

Астасидис А., Ярыгин К.Н., Русских С.В., Бурунова В.В., Лупатов А.Ю., Ярыгин Н.В., Миронов С.П., Ярыгин В.Н. Разработка методов посттравматической регенерации спинного мозга на основе применения новейших методов регенеративной медицины, в том числе клеточных технологий, усовершенствованных методов реконструктивной микрохирургии и наноматериалов // Хирург. 2009. № 11. С. 5-12.

Брюховецкий И.С., Дюйзен И.В., Мотавкин П. Морфохимическая характеристика спинного мозга крыс после торакальной сегментэктомии и трансплантации полимерного коллагенового нейроматрикса «сферогель-э»™ с инкорпорированными обкладочными нейроэпителиальными клетками // Клеточная трансплантология и тканевая инженерия.

Гладков А.А., Ведунова М.В., Коротченко С.А., Захаров Ю.Н., Балашова А.Н., Мухина И.В. Развитие пространственно-временной структуры нейрональной сети гиппокампа in vitro // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. 2011. Вып. 2. № 2. С. 243-248.

Захаров Ю.Н., Митрошина Е.В., Ведунова М.В. и др. Флуоресцентный анализ паттернов метаболической активности нейрон-глиальной сети // Оптический журнал. 2012. Т. 79. № 6. С. 47-51.

Митрошина Е.В., Ведунова М.В., Широкова О.М. и др. Оценка динамики функционального состояния диссоциированной культуры гиппокампа in vitro // Вестник ННГУ им. Н.И. Лобачевского. 2011. Вып. 2. № 2. С. 283-286.

Мухина И.В., Казанцев В.Б., Хаспеков Л.Г. и др. Мультиэлектродные матрицы - новые возможности в исследовании пластичности нейрональной сети // Современные технологии в медицине. 2009. № 1. С. 8.

Попов В.К., Антонов Е.Н, Баграташвили Н., Евсеев А.В., Панченко В.Я. Лазерные технологии быстрого прототипирования для изготовления индивидуальных имплантатов и матриц для тканевой инженерии // Альманах клинической медицины. Ред. В.И. Шумский. М.: МОНИКИ, 2006. Т XII. С. 127.

Попов В.К., Евсеев А.В., Антонов Е.Н. и др. Лазерные технологии изготовления индивидуальных имплантатов и матриц для тканевой инженерии // Оптический журнал. 2007. Т. 74. № 9. С. 636640.

Федяков А.Г., Древаль О.Н., Кузнецов А.В. и др. Экспериментальное обоснование применения гелевого имплантата «сферо®гель» и пленочного имплантата «эластопоб»® при травме периферической нервной системы в эксперименте // Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2009. Т 11. № 4. С. 75-80.

Широкова О.М. , Фрумкина Л.Е., Ведунова М.В. и др. Закономерности развития нейронных сетей в диссоциированных культурах клеток гиппокампа // Современные технологии в медицине. 2013. Т 5. № 2. С. 6-13.

Alvarez Z., Castano O., Castells A.A. et al. Neurogenesis and vascularization of the damaged brain using a lactate-releasing biomimetic scaffold // Biomaterials.

Anderson J.M., Shive M.S. Biodegradation and biocompatibility of PLA and PLGA microspheres // Adv. Drug. Deliv. Rev. 1997. Vol. 28. P. 5-24.

Antonov E.N., Bagratashvili VN., Howdle S.M. et al. Fabrication of polymer scaffolds for tissue engineering using surface selective laser sintering // Laser Physics. 2006. Vol. 16. P. 774-787.

Baier Leach J., Bivens K.A., Patrick C.W. et al. Photocrosslinked hyaluronic acid hydrogels: natural, biodegradable tissue engineering scaffolds // Biotechnol. Multimodal approaches for regenerative stroke therapies: combination of granulocyte colony-stimulating factor with bone marrow mesenchymal stem cells is not superior to G-CSF alone // Front. Aging Neurosci. 2014. Jun 23. Vol. 6. P. 130. doi: 10.3389/ fnagi.2014.00130. eCollection 2014.

Bhasin A., Srivastava M.V., Mohanty S. et al. Stem cell therapy: a clinical trial of stroke // Clinical Neurology and Neurosurgery. 2013. Vol. 115. № 7. P. 1003-1008.

Bhuian B., WinsfieldR.J., O’Brien S., Crean G.M. Investigation of the Two-Photon polimerisation of a Zr- based inogranic organic hibrid material system // J. Appl. Surf. Sci. 2006. Vol. 252. P. 4845-4849.

BibleE., ChauD.Y., AlexanderM.R., Price J., Shakesheff K.M., ModoM. Attachment of stem cells to scaffold particles for intra-cerebral transplantation // Nat. Protoc. 2009. Vol. 4. № 10. P.1440-1453.

Burdick J.A., MauckR.L., Gorman J.H. 3rd, Gorman R.C. Acellular biomaterials: an evolving alternative to cell-based therapies // Sci. Transl. Med. 2013. Vol. 5. P. 176. 176ps4. doi: 10.1126/scitranslmed.3003997.

Chan T.M., Harn H.J., Lin H.P. et al. The use of ADSCs as a treatment for chronic stroke // Cell Transplant. 2014. Vol. 23. № 4-5. P. 541-547.

Chen J., VenkatP., ZacharekA., Chopp M. Neurorestorative therapy for stroke // Front. Hum. Neurosci. 2014. Jun 27. Vol. 8. P. 382. doi: 10.3389/fnhum.2014.00382. eCollection 2014.

ChengN.C., ChangH.H., Tu Y.K., Young T.H. Efficient transfer of human adipose-derived stem cells by chitosan/ gelatin blend films // J.

Cigognini D., Silva D., Paloppi S., Gelain F. Evaluation of mechanical properties and therapeutic effect of injectable self-assembling hydrogels forspinal cord injury // J. Biomed. Nanotechnol. 2014. Vol. 10. № 2. P. 309-323.

CuiX., Chen L., Ren Y., JiY., Liu W., Liu J., Yan Q., ChengL., Sun Y.E. Genetic modification of mesenchymal stem cells in spinal cord injury repair strategies // Biosci. Trends. 2013. Vol. 7. № 5. P. 202-208.

Dudas B., Semeniken K. Glycosaminoglycans and neuroprotection // Handb. Exp. Pharmacol. 2012. Vol. 207. P. 325-343.

El-Kassaby A.W., Retik A.B., Yoo J.J., Atala A. Urethral stricture repair with an off-the-shelf collagen matrix // J. Urol. 2003 Vol. 169. № 1. P. 170-173.

Gatskiy A.A., Tretyak I.B., Tsymbaliuk V. Biocompatible heterogeneous porous gel matrix NeuroGel(TM) promotes regeneration of rat sciatic nerve within tubular silicone prosthesis (experimental study) // Acta Neurochir (Wien). 2014. Vol. 156. № 8. Р. 1591-1598.

Gelinsky M., Welzel P.B., Simon P., Bernhardt A., Konig U. Porous three-dimensional scaffolds made of mineralised collagen: Preparation and properties of a biomimetic nanocomposite material for tissue engineering of bone // Chemical Engineering J. 2008. Vol. 137. P. 84-96.

Geremia N.M., Gordon T., Brushart TM., Al-Majed A.A., Verge VM.K. Electrical stimulation promotes sensory neuron regeneration and growth-associated gene expression // Exp. Neurol. 2007. Vol. 205. № 2. P. 347-359.

Gittard S.D., Narayan R.J. Laser direct writing of micro- and nano-scale medical devices // Expert. Rev. Med. Devices. 2010. Vol. 7. № 3. P. 343-356.

Griffith L.G. Polymeric biomaterials // Acta Materialia. 2000. Vol. 48. № 1. P. 263-277.

Gunatillake PA., Adhikari R. Biodegradable synthetic polymers for tissue engineering // Cells and Materials. 2003. Vol. 5. P. 1-16.

Hao L., Zou Z., Tian H., Zhang Y., Zhou H., Liu L. Stem cell-based therapies for ischemic stroke // Biomed.

Honmou O., Houkin K., Matsunaga T. et al. Intravenous administration of auto serum-expanded autologous mesenchymal stem cells in stroke // Brain. 2011. Vol. 134. № 6. P. 1790-1807.

HuangL., ZhuangX., Hu J., LangL., ZhangP., Wang Y. Synthesis ofbiodegradable and electroactive multiblock polylactide and anilinepentamer copolymer for tissue engineering applications // Biomacromolecules. 2008. Vol. 9. № 3. P. 850-858.

HutmacherD.W., SittingerM.,. RisbudM.V. Scaffold-based tissue engineering: rationale for computer-aided design and solid free-form fabrication systems // Trends in Biotechnology. 2004. Vol. 22. P. 354-362.

Im W, Kim M. Cell Therapy Strategies vs. Paracrine Effect in Huntington’s Disease // J. Mov. Disord. 2014. Vol. 7. № 1. P. 1-6.

Ishiai S. Rehabilitation for patients with cerebral infarction after transplantation of autologous human mesenchymal stem cells // Rinsho Shinkeigaku. 2013. Vol. 53. № 11. P. 1177-1179.

Jha B.S., Colello RJ., Bowman J.R., Sell S.A. et al. Two pole air gap electrospinning: Fabrication of highly aligned, three-dimensional scaffolds for nerve reconstruction // Acta Biomater. 2011. Vol. 7. № 1. P. 203 -215.

Jiang Y., Zhu W., Zhu J., Wu L., Xu G., LiuX. Feasibility of delivering mesenchymal stem cells via catheter to the proximal end of the lesion artery in patientswith stroke in the territory of the middle cerebral artery // Cell Transplant. 2013. Vol. 22. № 1. P. 2291-2298.

Johnson T., Bahrampourian R., Patel A., Mequanint K. Fabrication of highly porous tissue-engineering scaffolds using selective spherical porogens // Biomed. Mater. Eng. 2010. Vol. 20. № 2. P.107-118.

Juodkazis S., Mizeikis V., Misawa H. Effect of refractive index-mismatch on laser microfabrication in silica glass // J. Appl. Phys. 2009. 106 051101.

Kaewkhaw R., Scutt A.M., Haycock.J.W. Anatomical site influences the differentiation of adipose-derived stem cells for Schwann-cell phenotype and function // Glia.

Kalladka D., Muir K.W. Brain repair: cell therapy in stroke // Stem. Cells Cloning. 2014. Vol. 21. № 7. P. 31-44. doi: 10.2147/SCCAA.S38003. eCollection 2014. Review.

Kanczler J.M., Mirmalek-Sani S-H., Hanley N.A. et al. Biocompatibility and osteogenic potential of human fetal femur-derived cells on surface selective laser sintered scaffolds // Acta Biomaterialia. 2009. Vol. 5. P. 2063-2071.

Kieffer J.C., Matte J.P., Belair S., Chaker M. et al. Absorption of an ultrashort laser pulse in very steep plasma density gradients // IEEE J Quantum Elect. 1989. Vol. 25. P. 2640.

Kim M.S., Park S.J., G .B.K., Kim C.H. Inter-connecting pores of chitosan scaffold with basic fibroblast growth factor modulate biological activity on human mesenchymal stem cells // Carbohydrate Polymers. 2012. Vol. 87. № 4. P. 2683-2689.

Kim M., Park S.R., Choi B.H. Biomaterial scaffolds used for the regeneration of spinal cord injury (SCI) // Histol. Histopathol. 2014. [Epub ahead of print] Review.

Koroleva A., Gill A.A., Ortega I., Haycock J.W. et al. Two-photon polymerization-generated and micromolding-replicated 3D scaffolds for peripheral neural tissue engineering applications // Biofabrication. 2012a. Vol. 4. № 2. P. 025005.

Koroleva A., Gittard S., Schlie S., Deiwick A., Jockenhoevel S., Chichkov B. Fabrication of fibrin scaffolds with controlled microscale architecture by a two-photon polymerization-micromolding technique // Biofabrication. 2012b. Vol. 4. № 1. P. 015001. doi: 10.1088/1758-5082/4/1/015001. Epub 2012 Jan 18.

Koroleva A., Kufelt O., Schlie-Wolter S., Hinze U., Chichkov B. Laser microstructured biodegradable scaffolds // Biomed. Tech. (Berl). 2013a. Vol. 58. № 5. P. 399-405. doi: 10.1515/bmt-2013-0036.

Koroleva A., Kufelt O., Schlie-Wolter S., Hinze U., Chichkov B. Laser microstructured biodegradable scaffolds // Biomed. Tech. 2013b. DOI 10.1515/bmt-2013-0036.

Kotwal A., Schmidt C.E. Electrical stimulation alters protein adsorption and nerve cell interactions with electrically conducting biomaterials // Biomaterials. 2001. Vol. 22. № 10. P. 1055e64.

Kurselis K., Kiyan R., Bagratashvili V., Popov V., Chichkov B. 3D Fabrication of All-Polymer Conductive Microstructures by Two Photon Polymerization. 2014 в печати.

Le Maitre C.L., Freemont A.J., Hoyland J.A. Localization of degradative enzymes and their inhibitors in the degenerate human intervertebral disc // J. Pathol. 2004. Vol. 204. P. 47-54.

Leach J.B., Bivens K.A., Collins C.N., Schmidt C.E. Development of photocrosslinkable hyaluronic acid- polyethylene glycol-peptide composite hydrogels for soft tissue engineering // J. Biomed. Mater. Res. A. 2004. Vol. 70. № 1. P. 74-82.

Li G., Zhang L., Wang C., Zhao X. et al. of silanization on chitosan porous scaffolds for peripheral nerveregeneration // Carbohydrate Polymers. 2014. Vol. 101. P. 718-726.

Li L., El-Hayek Y.H., Liu B., Chen Y., Gomez E., Wu X. Direct-current electrical field guides neuronal stem. progenitor cell migration // Stem. Cells. 2008. Vol. 26. № 8. P. 2193-2200.

Li M., Liu X., Yue H., Xiong W., Gu J., Xu M. Transplantation of N -acetyl aspartyl-glutamate synthetase- activated neural stem cells after experimental traumatic brain injury significantly improves neurological recovery // Cell Physiol. Biochem. 2013. Vol. 32. № 6. P. 1776-1789.

Lumiaho J., Heino A., Tunninen V. et al. New bioabsorbable polylactide ureteral stent in the treatment of ureteral lesions: an experimental study // J. Endourology. 1999. Vol. 13. № 2. P. 107-112.

Madigan N., Chen B., Knight A.M., et al. Comparison of cellular architecture, axonal growth and blood vessel formation through cell-loaded polymer scaffolds in the transected rat spinal cord // Tissue Eng. Part A. 2014. [Epub ahead of print].

Mao C., Zhu A., Wu Q., Chen X., Kim J., Shen J. New biocompatible polypyrrole-based films with good blood compatibility and high electrical conductivity // Colloids Surf. B Biointerfaces. 2008. Vol. 67. № 1. P. 41-45.

McAllister T.N., Dusserre N., Maruszewski M., L’Heureux N. Cell-based therapeutics from an economic perspective: primed for a commercial success or a research sinkhole? // Regen Med. 2008. Vol. 3. P. 925-937.

Minoshima K., Kowalevicz A.M., Hartl I., Ippen E.P., Fujimoto J.G. Photonic device fabrication in glass by use of nonlinear materials processing with a femtosecond laser oscillator // Opt. Lett. 2001. Vol. 26. № 19. P. 1516-1518.

Mooney D.J., D.F. Baldwin D.F., Suh N.P., Vacanti J.P., R. Langer R. Novel approach to fabricate porous sponges of poly(lactic-co-glycolic acid) without the use of organic solvents // Biomaterials. 1996. Vol. 17. P. 1417-1422.

Morgan R.H., Srivastava A.K. Clinical relevance of stem cell therapies in amyotrophic lateral sclerosis // Neurol. India. 2014. Vol. 62. № 3. P. 239-248.

Muhammad Iqbal Sabir Xiaoxue Xu. A review on biodegradable polymeric materials for bone tissue // J. Mater. Sci. 2009. Vol. 44. P. 5713-5724.

Mummery C.L., Davis R.P., Krieger J.E. Challenges in using stem cells for cardiac repair // Sci. Transl. Med. 2010. Apr 14. Vol. 2. № 27. P. 27ps17. doi: 10.1126/scitranslmed.3000558.

Nazarov R., Jin H.J., Kaplan D.L. Porous 3-D scaffolds from regenerated silk fibroin // Biomacromolecules. 2004. Vol. 5. № 3. P. 718-726.

Olive P.L., Banath J.P., Durand R.E. Heterogeneityin radiation-induced DNA damage and repair in tumour and normal cells measured using the comet assay // Radiat. Res. 1990. Vol. 122. P. 86-94.

Ovsianikov A., Ostendorf A., Chichkov B.N. Three-dimensional photofabrication with femtosecond lasers for applications in photonics and biomedicine // Appl. Surface Science. 2007. Vol. 253. P. 6599-6602.

Ovsianikov A., Viertl J., Chichkov B. et al. Ultra-low shrinkage hybrid photosensitive material for two-photon polymerization microfabrication // ACS Nano. 2008. Vol. 2. № 11. P. 2257-2262.

Park J.S., Park K., Moon H.T. et al. Electricalpulsed stimulation of surfaces homogeneously coated with gold nanoparticles to induce neurite out growth of PC12 cells // Langmuir. 2009. Vol. 25. № 1. P. 451-457.

Popov V.K., Evseev A.V., Аntonov E.N. et al. Laser technologies for fabricating individual implants and matrices for tissue engineering // J. Optical Technology. 2007. Vol. 74. № 9. P. 636-640.

Saeta P., Wang J.K., Siegal Y., Bloembergen N., Mazur E. Ultrafast femtosecond laser melting of GaAs // Phys. Rev. Lett. 1991. Vol. 67. P. 1023.

Schwend T.I., Deaton R.J., Zhang Y., Caterson B., Conrad G.W. Corneal sulfated glycosaminoglycans and their effects on trigeminal nerve growth cone behavior in vitro: roles for ECM in cornea innervation // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2012. Vol. 53, № 13. P. 8118-8137.

ScullyM.O., Zubairy M.S. Quantum Optics. UK, Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1997.

Sipila S.T., Huttu K., Voipio J., Kaila K. Intrinsic bursting of immature CA3 pyramidal neurons and consequent giant depolarizing potentials are driven by a persistent Na+ current and terminated by a slow Ca2+ -activated K+ current // Eur. J. Neurosci. 2006. Vol. 23. P. 2330-2338.

Smeds K.A., Pfister-Serres A., Miki D. et al. Photocrosslinkable polysaccharides for in situ hydrogel formation // J. Biomedical Materials Res. 2001. Vol. 54. P. 115-121.

Song J.W., Yang L.J., Russell S.M. Perepheral nerve: what’s new in basic science laboratories // Neurosurg. Clin. Nam. 2009. Vol. 20. № 1. P. 121e31.

StabenfeldtS.E., Munglani G., Gama A.J., LaPlacaM.C. Biomimetic microenvironment modulates neural stem cell survival, migration, and differentiation // Tissue Eng. Pt. A. 2010. Vol. 16. № 12. P. 374737374758.

Strickler J.H., Webb W.W. Three-dimensional optical data storage in refractive media by two-photon point excitation // Opt. Lett. 1991. Vol. 16. P. 1780-1782.

Sun H.B., Juodkazis S., Watanabe M., Matsuo S., Misawa H., Nishii J.J. Generation and recombination of defects in vitreous silica induced by irradiation with a near-infrared femtosecond laser // J. Phys. Chem. B. 2000. Vol. 104. № 15. P. 3450-3455.

Sun M., Downes S. Physicochemical characterisation of novel ultra-thin biodegradable scaffolds for peripheral nerve repair // J. Mater. Sci. Mater. Med. 2009. Vol. 20. P. 1181-1192.

Tajiri N., Duncan K., Antoine A., Pabon M. et al. Stem cell-paved biobridge facilitates neural repair in traumatic brain injury // Front Syst. Neurosci. 2014. Jun 24. Vol. 8. P. 116. doi: 10.3389/fnsys.2014.00116. eCollection 2014.

Toriumi A., Kawata S., Gu M. Reflection confocal microscope readout system for three-dimensional photochromic optical data storage // Opt. Lett. 1998. Vol. 23. P. 1924-1926.

Tsang VL., Bhatia S.N. Three-dimensional tissue fabrication // Adv. Drug. Deliv. Rev. 2004. Vol. 56. № 11. P. 1635-1647.

Vedunova M., Sakharnova T., Mitroshina E. et al. Seizure-like activity in hyaluronidase-treated dissociated hippocampal cultures // Frontiers in cellular neuroscience. 2013. Vol. 7 (article 149). doi: 10.3389/ fncel.2013.00149.

Vivo M., Puigdemasa A., Casals L., Asensio E., Udina E., Navarro X. Immediate electrical stimulation enhances regeneration and reinnervation andmodulates spinal plastic changes afters ciatic nerve injury and repair // Exp. Neurol. 2008. Vol. 211. № 1. P.180-193.

Woerly S., Doan VD., Sosa N., de Vellis J., Espinosa-Jeffrey A. Prevention of gliotic scar formation by NeuroGel allows partial endogenous repair of transected cat spinal cord // J. Neurosci. Res. 2004. Vol. 75. № 2. P. 262-272.

Xu H.H., Weir M.D., Simon C.G. Injectable and Strong Nano-Apatite Scaffolds for Cell/Growth Factor Delivery and Bone Regeneration // Dental Materials. 2008. Vol. 24. № 9. P. 1212-1222.

YangS., LeongK.F., Du Z., Chua C.K., The design of scaffolds for use in tissue engineering. Part I. Traditional factors // Tissue Eng. 2001. Vol. 7. P. 679-689.

YaoL., Shanley L., Mccaig C., ZhaoM. Small applied electric fields guide migration of hippocampal neurons // J. Cell Physiol. 2008. Vol. 216. № 2. P. 527-535.

Yi J.H., Katagiri Y., Susarla B., Figge D, Symes AJ, Geller HM. Alterations in sulfated chondroitin glycosaminoglycans following controlled cortical impact injury in mice // J. Comp. Neurol. 2012. Vol. 520. № 15. P. 295-313.

Zhao B., Sun X., Li X., Yang Q., Li Y., Zhang Y., Li B., Ma X. Neuroscience Letters Improved preparation of acellular nerve scaffold and application of PKH26 fluorescent labeling combined with in vivo fluorescentimaging system in nerve tissue engineering // Neurosci. Lett. 2013. Vol. 556. P. 52-57.

Zustiak S.P., Pubill S., Ribeiro A., Leach J.B. Hydrolytically degradable poly(ethylene glycol) hydrogel scaffolds as a cell delivery vehicle: characterization of PC12 cell response // Biotechnol. Prog. 2013. Vol. 29. № 5. P. 1255-1264.